CCD是電荷耦合器件(chargecoupleddevice)的簡(jiǎn)稱(chēng),,它能夠?qū)⒐饩€(xiàn)變?yōu)殡姾刹㈦姾纱鎯?chǔ)及轉(zhuǎn)移,,也可將存儲(chǔ)之電荷取出使電壓發(fā)生變化,具有體積小,、重量輕,、不受磁場(chǎng)影響、抗震動(dòng)和撞擊等性能,。
1,、自動(dòng)增益控制
CCD相機(jī)通常具有一個(gè)對(duì)CCD的信號(hào)進(jìn)行放大的視頻放大器,其放大倍數(shù)稱(chēng)為增益。若放大器的增益保持不變,,則在高亮度環(huán)境下將使視頻信號(hào)飽合,。利用相機(jī)的自動(dòng)增益控制(AGC)電路可以隨著環(huán)境內(nèi)外照度的變化自動(dòng)的調(diào)整放大器的增益,從而可以使相機(jī)能夠在較大的光照范圍內(nèi)工作,。
2,、背光補(bǔ)償
通常,CCD相機(jī)的AGC工作點(diǎn)是以通過(guò)對(duì)整個(gè)視場(chǎng)的信號(hào)的平均值來(lái)確定的,。當(dāng)視場(chǎng)中包含一個(gè)很亮的背景區(qū)域和一個(gè)很暗的前景目標(biāo)時(shí),,所確定的AGC工作點(diǎn)并不*適合于前景目標(biāo)。當(dāng)啟動(dòng)背景光補(bǔ)償時(shí),,CCD相機(jī)僅對(duì)前景目標(biāo)所在的子區(qū)域求平均來(lái)確定其AGC工作點(diǎn),,從而提高了成像質(zhì)量。
3,、電子快門(mén)
CCD相機(jī)一般都具備電子快門(mén)特性,,電子快門(mén)不需任何機(jī)械部件。CCD相機(jī)采用電子快門(mén)控制CCD的累積時(shí)間,。當(dāng)開(kāi)啟電子快門(mén)時(shí),,CCD相機(jī)輸出的僅是電子快門(mén)開(kāi)啟時(shí)的光電荷信號(hào),其余光電荷信號(hào)則被泄放,。目前,,CCD相機(jī)的短電子快門(mén)時(shí)間一般為1/10000秒;當(dāng)電子快門(mén)關(guān)閉時(shí),,對(duì)NTSC制式相機(jī),,其CCD累積時(shí)間為1/60秒;對(duì)于PAL制式相機(jī),,則為1/50秒,。
較高的快門(mén)速度對(duì)于觀(guān)察運(yùn)動(dòng)圖像會(huì)產(chǎn)生一個(gè)“停頓動(dòng)作”效應(yīng),從而大大地增加了相機(jī)的動(dòng)態(tài)分辨率,。同時(shí),,當(dāng)電子快門(mén)速度增加時(shí),在CCD積分時(shí)間內(nèi),,聚焦在CCD上的光通量減少,,將會(huì)降低相機(jī)的靈敏度。
影像儀的應(yīng)用
4,、校正
在整個(gè)視覺(jué)系統(tǒng)中需要進(jìn)行兩次轉(zhuǎn)換:CCD傳感器將光圖像轉(zhuǎn)換為電信號(hào),,即所謂光電轉(zhuǎn)換;電信號(hào)經(jīng)傳輸后,,在接收端由顯示設(shè)備將電信號(hào)還原為光圖像,,即所謂電光轉(zhuǎn)換,。為了使接收端再現(xiàn)的圖像與輸出端原圖像相一致,必須保證兩次轉(zhuǎn)換中的綜合特性具有線(xiàn)性特征,。
CCD傳感器上的光(L)和從相機(jī)出來(lái)的信號(hào)電壓(V)之間的關(guān)系為V=Lγ,。在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的TV系統(tǒng)中,相機(jī)的γ系數(shù)為0.45,。對(duì)于機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用,,γ系數(shù)應(yīng)為1.0,從而為光和電壓之間提供了線(xiàn)性關(guān)系,。
5,、白平衡
白平衡功能僅用于彩色CCD相機(jī),其主要功能是實(shí)現(xiàn)相機(jī)圖像對(duì)實(shí)際景物的反映,。一般分為連續(xù)方式和按鈕方式,。處于連續(xù)方式時(shí),相機(jī)的白平衡設(shè)置將隨著景物色溫的改變而連續(xù)地調(diào)整,,范圍一般為2800~6000K,。這種方式適宜于對(duì)于景物的色彩溫度在成像期間不斷改變的場(chǎng)合,可使色彩表現(xiàn)更加自然,。但對(duì)于景物中很少甚至沒(méi)有白色時(shí),,連續(xù)的白平衡功能不能產(chǎn)生的彩色效果。
處于按鈕方式時(shí),,可先將相機(jī)對(duì)準(zhǔn)白色目標(biāo),,然后設(shè)置自動(dòng)方式開(kāi)關(guān),并保留在該位置幾秒鐘或至圖像呈現(xiàn)白色為止,。在執(zhí)行白平衡后,,重新設(shè)置自動(dòng)方式開(kāi)關(guān)以鎖定白平衡設(shè)置,此時(shí)白平衡設(shè)置將存儲(chǔ)于相機(jī)的存儲(chǔ)器中,,其范圍一般為2300~10000K,。以按鈕方式設(shè)置白平衡為和可*,適用于大部分應(yīng)用場(chǎng)合,。
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